XPT2046 дигипи с эсфомом

XPT2046 – Touch Screen Driver

xpt2046

Если вы рассматриваете возможность использования чипа XPT2046 для своего проекта, это отличный выбор для приложений с резистивным сенсорным экраном, таких как промышленные машины, потребительские гаджеты или встроенные системы. Настройка довольно проста, поскольку он использует интерфейс SPI, который может работать на частоте до 2 МГц, что обеспечивает простоту и скорость связи.

Что действительно приятно, так это его точность; он оснащен 12-битным аналого-цифровым преобразователем, поэтому вы получите точные позиции касания без проблем. Кроме того, он хорошо работает в широком диапазоне мощности (от 2,2 В до 5,25 В), что делает его универсальным для различных установок, особенно с питанием от батареи, поскольку он потребляет всего около 260 мкА.

Также не беспокойтесь об экстремальных условиях — этот чип выдерживает температуры от -40°C до 85°C. Он также небольшой, обычно упакован как компактный TSSOP-16, легко интегрируется, даже если у вас ограниченное пространство. Так что в целом он надежный, эффективный и идеальный, если вам нужно что-то надежное и простое в использовании.

Распиновка Xpt2046

При подключении сенсорного контроллера XPT2046 есть несколько советов, которые помогут все сделать гладко. Во-первых, он разработан для стандартной связи SPI, то есть вам нужно будет подключить четыре основных провода: CLK для тактового сигнала, DIN для ввода данных (MOSI), DOUT для вывода данных (MISO) и CS в качестве выбора чипа, который активируется при низком напряжении.

Далее, крайне важно правильно подключить сенсорный экран. Контакты XP, XN, YP и YN должны подключаться к соответствующим электродам на резистивном сенсорном экране вашего TFT LCD. Обычно это происходит так: XP к X+, XN к X-, YP к Y+ и YN к Y-. Будьте осторожны — перепутав их, вы определенно получите странные реакции на прикосновения или неправильные считывания.

Также, контакт PENIRQ удобен; он подает сигнал вашему MCU всякий раз, когда касаются экрана. Подключите его к контакту прерывания на вашем микроконтроллере для быстрого обнаружения касания.

Подключите вывод VREF напрямую к VCC, чтобы поддерживать точные показания АЦП. А для любых неиспользуемых выводов, таких как VBAT, AUX или BUSY, просто оставьте их плавающими, чтобы избежать помех. Наконец, добавление небольшого конденсатора 0,1 мкФ рядом с выводом питания чипа помогает поддерживать стабильность.

Эквивалентный сенсорный контроллер Xpt2046

Если вы ищете альтернативы XPT2046, есть несколько отличных вариантов, которые вы можете рассмотреть. TSC2046 и ADS7843 от Texas Instruments (TI) — оба надежные варианты, полностью совместимые по выводам с XPT2046. Это означает, что вы можете менять их напрямую, не беспокоясь о перепроектировании вашей платы. Просто имейте в виду, что для работы ADS7843 требуется минимум 2,7 В, что немного выше, чем 2,2 В у XPT2046.

Другой вариант, особенно если вы экономите деньги, — это HR2046 — чип китайского производства с похожими характеристиками, интерфейсом и расположением выводов. Он предлагает отличное соотношение цены и качества, но поскольку бренд и стабильность поставок могут различаться, разумно сначала тщательно протестировать несколько образцов, прежде чем делать ставку ва-банк.

В целом, сосредоточьтесь на соответствии диапазона напряжения, интерфейса SPI, разрешения АЦП и типа корпуса. Микросхемы TI, такие как TSC2046 и ADS7843, обеспечивают долговременную надежность, в то время как более дешевые альтернативы, такие как HR2046, требуют дополнительной проверки для обеспечения стабильной производительности в ваших проектах.

Подключение Xpt2046 Spi к Arduino

При настройке XPT2046 с Arduino UNO есть несколько важных советов, которые избавят вас от головной боли в дальнейшем. Во-первых, всегда используйте источник питания 3,3 В — это защищает ваш сенсорный экран и повышает стабильность измерений, особенно в сочетании с TFT LCD.

Для соединений SPI придерживайтесь стандартных контактов Arduino: MOSI к контакту D11, MISO к D12 и SCK к D13. Обычно вы подключаете контакт CS к цифровому контакту 10, но при необходимости вы можете выбрать другой контакт.

Также обратите особое внимание на подключение электродов сенсорного экрана — убедитесь, что XP/XN и YP/YN правильно соответствуют вашему четырехпроводному сенсорному экрану. Любые ошибки здесь, и ваш сенсорный экран будет реагировать неточно или вообще не будет реагировать.

Для быстрого обнаружения касаний подключите вывод PENIRQ (прерывание с активным низким уровнем) к внешнему выводу прерывания на Arduino, например D2 или D3.

Наконец, BUSY-контакт обычно не используется, поэтому вы можете оставить его плавающим, не беспокоясь. Соблюдение этих советов гарантирует, что ваша настройка будет работать гладко и надежно.

Схема сенсорного интерфейса Xpt2046

Если вы создаете схему резистивного сенсорного экрана с XPT2046, позвольте мне объяснить, как это работает, так, чтобы было легко понять. XPT2046 обрабатывает считывание сигналов вашего сенсорного экрана и преобразует их в цифровые координаты, которые ваш микроконтроллер может понять через SPI.

Вы подключите XP, XN, YP и YN напрямую к сенсорному экрану. Они измеряют изменения напряжения при касании экрана, точно определяя положение. Связь SPI использует стандартные контакты — DCLK для синхронизации, CS для выбора чипа (активный низкий), DIN для получения команд от вашего MCU и DOUT для отправки данных обратно.

При нажатии на экран вывод PENIRQ переходит в состояние низкого сигнала, оповещая ваш MCU через прерывание. Затем ваш MCU отправляет команду SPI, побуждая чип преобразовать позицию касания в цифровые данные, которые вы можете использовать.

Обязательно добавьте керамический конденсатор 0,1 мкФ и электролитический конденсатор 1–10 мкФ, чтобы обеспечить стабильность питания. Также оставьте неиспользуемые контакты, такие как AUX или VBAT, плавающими, чтобы избежать шума. Это прочная, надежная конструкция, подходящая для промышленного оборудования, потребительских гаджетов или портативных устройств.

Разница между Xpt2046 и Ads7846

Если вы выбираете между чипами XPT2046 и ADS7846, вот краткий хед-ап, который вам поможет. Оба чипа в основном являются сменными — они имеют идентичную компоновку выводов и корпусы, что упрощает их замену.

Ключевые различия сводятся к напряжению и энергопотреблению. ADS7846 от Texas Instruments требует не менее 2,7 В, тогда как XPT2046 может работать при напряжении до 2,2 В, что дает вам большую гибкость, особенно если вы имеете дело с переменными источниками питания или установками с питанием от батарей. Кроме того, XPT2046 потребляет значительно меньше энергии, что делает его разумным выбором для маломощных или работающих от батарей проектов.

С точки зрения качества, ADS7846 от TI — это скала, известная своей надежностью, но она также имеет более высокую цену. XPT2046, с другой стороны, является бюджетной альтернативой, предлагающей отличную производительность по более низкой цене — идеально, если вы следите за расходами. Просто обязательно сначала протестируйте образцы, если вы выбираете более дешевый вариант, чтобы убедиться в стабильной производительности для вашего приложения.

Метод калибровки сенсора Xpt2046

Если вы настраиваете сенсорный экран XPT2046, лучшим вариантом будет метод калибровки по трем точкам — он прост и достаточно точен для большинства проектов.

Вот как это сделать: сначала отобразите три точки на экране — одну около верхнего левого угла, другую в нижнем правом углу и одну прямо в центре. Располагайте эти точки на расстоянии около 20–30 пикселей от краев, чтобы избежать неточностей. Попросите пользователя нажать на каждую точку и запишите необработанные значения АЦП, которые вы получаете от XPT2046 каждый раз.

Затем, используя эти значения АЦП, рассчитайте параметры калибровки с помощью простой формулы, которая сопоставляет показания АЦП с фактическими координатами экрана. После расчета проверьте калибровку, нажав на несколько известных точек, чтобы увидеть, точны ли они.

После калибровки сохраните эти настройки в EEPROM или Flash-памяти вашего MCU, чтобы система запомнила их в следующий раз. Просто убедитесь, что во время калибровки сенсорный экран постукивают аккуратно и вертикально, а также убедитесь, что ваше SPI-соединение стабильно.

Подключение Xpt2046 к Esp32

Если вы подключаете сенсорный экран XPT2046 к ESP32, это очень просто. Сначала включите XPT2046, подключив его вывод VCC к выводу 3,3 В ESP32, а GND к GND. Для связи по SPI вы подключите вывод CLK на XPT2046 к GPIO18 (это ваш вывод SCK на ESP32), DIN к GPIO23 (MOSI) и DOUT к GPIO19 (MISO). Вывод CS может быть подключен к GPIO5 или другому доступному выводу GPIO — этот вывод сообщает вашему ESP32, когда следует взаимодействовать с чипом.

Кроме того, вывод PENIRQ на XPT2046 отлично подходит для обнаружения касаний; просто подключите его к любому входному GPIO ESP32. Убедитесь, что вы напрямую подключили VREF к линии питания 3,3 В для точных измерений АЦП. Такие выводы, как VBAT, AUX и BUSY, здесь не нужны, поэтому можете оставить их свободными.

Всегда дважды проверяйте, что напряжение на всех устройствах составляет 3,3 В, чтобы избежать повреждения оборудования или проблем со связью.